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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA CONTAMINACIÓN DEL SUELO Y MÉTODOS PARA SU REMEDIACIÓN QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO QUÍMICO PRESENTA: THANYA ESTHER RAMÍREZ MUÑIZ ASESOR DE TESINA ING. RAUL SANCHEZ MEZA MÉXICO, D.F. A 15 DE OCTUBRE DE 2007. UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Agradecimientos: A mis Padres A quienes desde pequeña han sido para mí las personas grandes y maravillosas que siempre he admirado. A quienes son las personas más maravillosas del mundo, gracias por el apoyo moral, su cariño y compresión que desde pequeña me han brindado, por guiar mi camino y estar siempre junto a mí en los momentos más difíciles. A quienes sin escatimar esfuerzo alguno han sacrificado gran parte de su vida para formarme y educarme. A quienes la ilusión de su vida ha sido convertirme en persona de provecho. A quienes nunca podré pagar todos sus desvelos ni aún con las riquezas más grandes de mundo. A quienes me dieron un par de alas fuertes y me permitieron volar sola. Gracias por guiar mi vida con energía, esto es lo que ha hecho de mí quien soy. A la Universidad Nacional Autónoma de México Por darme la oportunidad continuar con mis estudios y proporcionarme la posibilidad de terminar una carrera. ÍNDICE Página 1 Definiciones 1 2 Resumen 3 3 Introducción 4 3.1 Justificación 5 3.2 Objetivo 5 3.3 Alcance 5 4 La Política Ambiental en México 6 4.1 Marco Jurídico 7 4.2 Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos 11 4.3 Reglamento de gestión integral de residuos. 12 5 Composición y propiedades fisicoquímicas del suelo 17 5.1 Propiedades fisicoquímicas del suelo. 17 6 Contaminación del suelo. 21 6.1 Fuentes de Contaminación en México 21 6.2 Industria Minera. 22 6.3 Industria Petroquímica. 24 Página 6.4 Agroquímicos 24 6.5 Estaciones de Servicio 26 7 Tecnologías de remediación del suelo 27 7.1 Clasificación de las tecnologías de remediación. 28 7.2 Tecnologías de remediación Biológicas. 32 7.2.1 Biorremediación. 32 7.2.2 Bioventeo 35 7.2.3 Fitorremediación 36 7.3 Tecnologías de remediación Fisicoquímicas 39 7.3.1 Lavado de suelo 39 7.4 Tecnologías de remediación térmicas 42 7.4.1 Incineración 42 7.4.2 Desorción Térmica. 44 7.4.3 Pirolisis 47 8 Casos de remediación en México. 49 9 Empresas en México que proporcionan servicios de remediación de Suelo 51 10 Conclusiones 53 11 Bibliografía 55 ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1 Factores interrelacionados entre sí que inciden en la remediación de un suelo 18 Figura 2 Ejemplo de biorremediación. 34 Figura 3 Ejemplo de fitorremediación 38 Figura 4 Ejemplo de Lavado de suelo 41 Figura 5 Ejemplo de Incineración 43 Figura 6 Ejemplo de Desorción Térmica 46 ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1 Proceso minero y el ambiente 23 Tabla 2 Ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación in s itu y ex situ. 30 Tabla 3 Ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación, clasificadas de acuerdo al tipo de tratamiento 32 Tabla 4 Empresas que prestan servicios de remediación del suelo en México 51 58 1. Definiciones Contaminación La presencia en el ambiente de uno o más contaminantes o de cualquier combinación de ellos que cause desequilibrio ecológico. Contaminante Toda materia o energía en cualesquiera de sus estados físicos y formas, que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier elemento natural, altere o modifique su composición y condición natural Incineración Cualquier proceso para reducir el volumen y descomponer o cambiar la composición física, química o biológica de un residuo sólido, líquido o gaseoso, mediante oxidación térmica, en la cual todos los factores de combustión, como la temperatura, el tiempo de retención y la turbulencia, pueden ser controlados, a fin de alcanzar la eficiencia, eficacia y los parámetros ambientales previamente establecidos. En esta definición se incluye la pirólisis, la gasificación y plasma, sólo cuando los subproductos combustibles generados en estos procesos sean sometidos a combustión en un ambiente rico en oxígeno. Lixiviado Líquido que se forma por la reacción, arrastre o filtrado de los materiales que constituyen los residuos y que contiene en forma disuelta o en suspensión, sustancias que pueden infiltrarse en los suelos o escurrirse fuera de los sitios en los que se depositan los residuos y que puede dar lugar a la contaminación del suelo y de cuerpos de agua, provocando su deterioro y representar un riesgo potencial a la salud humana y de los demás organismos vivos. Prevención El conjunto de disposiciones y medidas anticipadas para evitar el deterioro del ambiente. Remediación Conjunto de medidas a las que se someten los sitios contaminados para eliminar o reducir los contaminantes hasta un nivel seguro para la salud y el ambiente o prevenir su dispersión en el ambiente sin modificarlos, de conformidad con lo que se establece en esta Ley. Residuos Peligrosos Son aquellos que posean alguna de las características de corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad, o que contengan agentes infecciosos que les confieran peligrosidad, así como envases, recipientes, embalajes y suelos que hayan sido contaminados cuando se transfieran a otro sitio, de conformidad con lo que se establece en esta Ley. 59 Restauración Conjunto de actividades tendientes a la recuperación y restablecimiento de las condiciones que propician la evolución y continuidad de los procesos naturales. Sitio Contaminado Lugar, espacio, suelo, cuerpo de agua, instalación o cualquier combinación de éstos que ha sido contaminado con materiales o residuos que, por sus cantidades y características, pueden representar un riesgo para la salud humana, a los organismos vivos y el aprovechamiento de los bienes o propiedades de las personas. Suelo Material no consolidado compuesto por partículas inorgánicas, materia orgánica, agua, aire y organismos, que comprende desde la capa superior de la superficie terrestre hasta diferentes niveles de profundidad. Suelo contaminado con hidrocarburos Aquel en el cual se encuentran presentes hidrocarburos que por sus cantidades y características afecten la naturaleza del suelo 1 2. Resumen Actualmente en México existen un sin número de sitios contaminados con diferentes tipos de compuestos ya sea orgánicos o inorgánicos, debido principalmente a los derrames de residuos peligrosos y por la industria en general, lo que nos pone en alerta para no perder un recurso no renovable, que sin duda es vital en la vida diaria de cualquier persona. En el presente trabajo mencionan algunos artículos de la LGEEPA, de la LGEPPA en materia de residuos peligrosos y el Reglamento de gestión integral de residuos, leyes que regulan la prevención y control de la contaminación de los suelos, al igual que laremediación de los mismos. Con el único fin de situarnos dentro del marco legal en lo referente a la generación de la contaminación del suelo. Se describen tanto la composición como las propiedades fisicoquímicas del suelo con el objeto de ubicarnos de las características propias del suelo, con el propósito de conocer un poco más sobre el mismo. Así mismo se realiza una recopilación bibliográfica de información sobre algunas de las fuentes de contaminación en México, con el intención de conocer quienes son los principales generadores de la contaminación del suelo; así como la descripción de algunos métodos de remediación del suelo tanto biológicos, fisicoquímicos y térmicos, con el objeto de ver las ventajas y desventajas que presentan los mismos; y de esta manera que sirva de guía para los responsables de la contaminación, así como para los responsables técnicos o encargados de la remediación de los suelos contaminados. 2 3. Introducción. El suelo es un recurso natural, es un elemento natural que se presta a la inducción del hombre y es susceptible de ser aprovechado en beneficio de éste. Pero por desgracia el descuido que éste ha tenido por el suelo, a hecho que éste pierda su fertilidad y su capacidad para degradar, entre otras funciones, y en conjunto con la contaminación es sin duda una amenaza para la fauna, la flora y en un futuro para los seres humanos, debido a la estrecha relación entre los diferentes integrantes de los ecosistemas. Aunque actualmente en México se ha trabajado en la legislación del suelo, todavía falta mucho por hacer en este aspecto, queda por trabajar en la remediación del mismo por que aunque Reglamento de Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos (LGPGIR) menciona que se tiene que remediar aquel sitio contaminado, todavía no existen normas sobre los métodos de remediación en México, por lo que es necesario poner mas énfasis en este tema. En los últimos años los casos de contaminación del suelo a nivel mundial se han visto en aumento, y esto es igual, tanto en sitios urbanos, como en naturales. Sin duda quien genera la mayor cantidad de estos contaminantes es la actividad industrial, que ya sea por ignorancia, intencionalmente o por descuido vierten los residuos peligrosos en el suelo, generando un problema para la sociedad, ya que en la actualidad se tienen estos en sitios sin control. El principal problema social es que esto produce severos problemas a la salud de la población, además de daños al ambiente por la transferencia de estas sustancias químicas hacia el agua, aire y el suelo; y aunado a esto la imposibilidad de poder utilizar el suelo para los fines a los que fue destinado y mas aun limitándonos a carecer en un futuro de de lugares para la siembra, la industria, nuevas zonas de vivienda y sin duda zonas de recreación. Los métodos de remediación del suelo se dividen en biológicos, fisicoquímicos y térmicos, cada uno de estos presenta sus ventajas y desventajas, así como los contaminantes a tratar, adicionalmente se muestran los costos y tiempos estimados para la remediación de un sitio contaminado. Actualmente, por desgracia no es posible obtener información sobre casos de de éxito en México relacionados con la remediación de suelos contaminados, aún cuando esta información puede ser de utilidad para cualquier persona interesada en el tema o en la solución de una problemática similar. Hace falta que las autoridades correspondientes pongan mayor énfasis en este aspecto y den una mayor difusión sobre estos temas. 3 3.1 Justificación: Quienes resulten responsables de la contaminación de un sitio y las personas responsables de actividades relacionadas con la generación y manejo de materiales y residuos peligrosos que hayan ocasionado la contaminación de un sitio, así como de daños a la salud como consecuencia de ésta, estarán obligados a reparar el daño causado, conforme a las disposiciones legales correspondientes. Dado que actualmente en México la contaminación del suelo no ha tomado la importancia requerida y mas aún la remediación del mismo no es actualmente una prioridad; es necesario dar a conocer medidas de remediación de suelos contaminados con el fin de ayudar al conocimiento general de los mismos. De tal forma que se presentan algunos de los métodos o técnicas usados para la remediación de suelos de manera que esta información sirva de guía para el conocimiento básico de los responsables de la contaminación, así como para los responsables técnicos o encargados de la remediación de los suelos contaminados. 3.2 Objetivo: Hacer una investigación bibliográfica sobre algunos métodos de remediación del suelo de acuerdo a los tipos de contaminantes. Publicar la aplicación de metodologías de remediación de suelos para la disminución de la contaminación de suelos con materiales y residuos peligrosos a fin de orientar a los responsables de la misma o a los responsables técnicos encargados de la remediación. Facilitar información de tecnologías de remediación eficientes y limpias. 3.3 Alcance Actualmente en México existen una infinidad de contaminantes del suelo por lo que en el presente trabajo se mencionarán algunas fuentes de contaminación en México por la importancia que estos tienen en la misma. Debido a que existe en la actualidad una diversa gama de procedimientos o métodos de remediación de suelos en el presente trabajo se presentará únicamente una descripción de algunos de los métodos más usados. 4 4.- La política ambiental en México En México, las leyes y normas que regulan el aspecto ambiental son relativamente nuevas. Aunque antes de la década de 1970 había leyes que se referían al uso de recursos naturales, el derecho ambiental surgió hace apenas tres décadas, ya que las leyes anteriores no se tomaban en consideración los aspectos relacionados con la conservación y la recuperación de los recursos naturales. En México la Institución encargada de regular las políticas ambientales es la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). Y de ella se desglosan entre otras instituciones La Comisión Nacional del Agua (CNA), autoridad federal en materia de administración del agua y protección de cuencas hidrológicas, el Instituto Nacional de Ecología (INE) encargado de ejecutar proyectos relacionados con el ambiente y de elaborar la normatividad ambiental y la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA) encargada de vigilar la aplicación de las leyes ambientales, En los últimos treinta años, la política ambiental ha transitado de un enfoque sanitario como respuesta a la contaminación del aire en las grandes ciudades, a una orientación de protección del equilibrio ecológico. No obstante, la SEMARNAT reconoce que todas estas adecuaciones no han modificado las tendencias de degradación del ambiente y de los recursos naturales, debido principalmente a dos factores: un presupuesto escaso para el sector y por otra parte que el tema ambiental continúa alejado de la toma de decisiones de política económica y de los sectores productivos. Por otro lado, la dependencia también reconoce que algunos de los programas y proyectos de desarrollo implementados en el país, especialmente las políticas agropecuarias y agrarias, han inducido procesos que favorecen la deforestación y el uso irracional del suelo. Las disposiciones Jurídicas en Materia Ambiental en México se indican en el siguiente listado: o Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos Art. 27. o Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. o Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos. o Reglamentos de la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos. o NOM-052-SEMARNAT-005. Que Establece las Características,el Procedimiento de Identificación, Clasificación y los Listados de los Residuos Peligrosos. o NOM-054- SEMARNAT -1993 Que Establece el Procedimiento para Determinar la Incompatibilidad entre dos o mas Residuos Considerados como peligrosos por la Norma Oficial Mexicana NOM-052- SEMARNAT - 1993. 5 o NOM-098- SEMARNAT -2002. Protección Ambiental – Incineración de Residuos, Especificaciones de Operación y Límites de Emisión de Contaminantes. o NOM-138-SEMARNAT/SS-2003. Limites Máximos permisibles de Hidrocarburos en suelos y las Especificaciones para su caracterización y Remediación. o NMX-AA-091-1987 Calidad del Suelo – Terminología. o NMX-AA-021-1985. Protección al Ambiente-Contaminación del Suelo Residuos Sólidos Municipales-Determinación de Materia Orgánica. 4.1- Marco Jurídico La prevención y control de la contaminación del suelos, así como su remediación tiene sus bases legales en la LGEEPA; que garantizan el cumplimiento de esta disposición jurídica. A continuación se presenta en forma de resumen los artículos más representativos de la LGEEPA. ARTÍCULO 1o.- La presente Ley es reglamentaria de las disposiciones de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos que se refieren a la preservación y restauración del equilibrio ecológico, así como a la protección al ambiente, en el territorio nacional y las zonas sobre las que la nación ejerce su soberanía y jurisdicción. Sus disposiciones son de orden público e interés social y tienen por objeto propiciar el desarrollo sustentable y establecer las bases para: III.- La preservación, la restauración y el mejoramiento del ambiente. V.- El aprovechamiento sustentable, la preservación y, en su caso, la restauración del suelo, el agua y los demás recursos naturales, de manera que sean compatibles la obtención de beneficios económicos y las actividades de la sociedad con la preservación de los ecosistemas. VI.- La prevención y el control de la contaminación del aire, agua y suelo. ARTÍCULO 3o.- Para los efectos de esta Ley se entiende por: VI.- Contaminación: La presencia en el ambiente de uno o más contaminantes o de cualquier combinación de ellos que cause desequilibrio ecológico. VII.- Contaminante: Toda materia o energía en cualesquiera de sus estados físicos y formas, que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier elemento natural, altere o modifique su composición y condición natural. XXV.- Prevención: El conjunto de disposiciones y medidas anticipadas para evitar el deterioro del ambiente. XXXII. - Residuos peligrosos: Todos aquellos residuos, en cualquier estado físico, que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológico-infecciosas, representen un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente. 6 XXXIII.- Restauración: Conjunto de actividades tendientes a la recuperación y restablecimiento de las condiciones que propician la evolución y continuidad de los procesos naturales. ARTÍCULO 5o.- Son facultades de la Federación: I.- La formulación y conducción de la política ambiental nacional. II.- La aplicación de los instrumentos de la política ambiental previstos en esta Ley, en los términos en ella establecidos, así como la regulación de las acciones para la preservación y restauración del equilibrio ecológico y la protección al ambiente que se realicen en bienes y zonas de jurisdicción federal. V.- La expedición de las normas oficiales mexicanas y la vigilancia de su cumplimiento en las materias previstas en esta Ley. VI.- La regulación y el control de las actividades consideradas como altamente riesgosas, y de la generación, manejo y disposición final de materiales y residuos peligrosos para el ambiente o los ecosistemas, así como para la preservación de los recursos naturales, de conformidad con esta Ley, otros ordenamientos aplicables y sus disposiciones reglamentarias. XIV.- La regulación de las actividades relacionadas con la exploración, explotación y beneficio de los minerales, substancias y demás recursos del subsuelo que corresponden a la nación, en lo relativo a los efectos que dichas actividades puedan generar sobre el equilibrio ecológico y el ambiente. ARTÍCULO 15.- Para la formulación y conducción de la política ambiental y la expedición de normas oficiales mexicanas y demás instrumentos previstos en esta Ley, en materia de preservación y restauración del equilibrio ecológico y protección al ambiente, el Ejecutivo Federal observará los siguientes principios: IV.- Quien realice obras o actividades que afecten o puedan afectar el ambiente, está obligado a prevenir, minimizar o reparar los daños que cause, así como a asumir los costos que dicha afectación implique. Asimismo, debe incentivarse a quien proteja el ambiente y aproveche de manera sustentable los recursos naturales. XI.- En el ejercicio de las atribuciones que las leyes confieren al Estado, para regular, promover, restringir, prohibir, orientar y, en general, inducir las acciones de los particulares en los campos económico y social, se considerarán los criterios de preservación y restauración del equilibrio ecológico. ARTÍCULO 49.- En las zonas núcleo de las áreas naturales protegidas quedará expresamente prohibido: I.- Verter o descargar contaminantes en el suelo, subsuelo y cualquier clase de cauce, vaso o acuífero, así como desarrollar cualquier actividad contaminante. ARTÍCULO 98.- Para la preservación y aprovechamiento sustentable del suelo se considerarán los siguientes criterios: 7 I. El uso del suelo debe ser compatible con su vocación natural y no debe alterar el equilibrio de los ecosistemas. II. El uso de los suelos debe hacerse de manera que éstos mantengan su integridad física y su capacidad productiva. III. Los usos productivos del suelo deben evitar prácticas que favorezcan la erosión, degradación o modificación de las características topográficas, con efectos ecológicos adversos. IV.- En las acciones de preservación y aprovechamiento sustentable del suelo, deberán considerarse las medidas necesarias para prevenir o reducir su erosión, deterioro de las propiedades físicas, químicas o biológicas del suelo y la pérdida duradera de la vegetación natural. V.- En las zonas afectadas por fenómenos de degradación o desertificación, deberán llevarse a cabo las acciones de regeneración, recuperación y rehabilitación necesarias, a fin de restaurarlas. VI.- La realización de las obras públicas o privadas que por sí mismas puedan provocar deterioro severo de los suelos, deben incluir acciones equivalentes de regeneración, recuperación y restablecimiento de su vocación natural. ARTÍCULO 134.- Para la prevención y control de la contaminación del suelo, se considerarán los siguientes criterios: I. Corresponde al estado y la sociedad prevenir la contaminación del suelo. II. Deben ser controlados los residuos en tanto que constituyen la principal fuente de contaminación de los suelos. III.- Es necesario prevenir y reducir la generación de residuos sólidos, municipales e industriales; incorporar técnicas y procedimientos para su reuso y reciclaje, así como regular su manejo y disposición final eficientes. IV.- La utilización de plaguicidas, fertilizantes y sustancias tóxicas, debe ser compatible con el equilibrio de los ecosistemas y considerar sus efectos sobre la salud humana a fin de prevenir los daños que pudieran ocasionar. V.- En los suelos contaminados por la presencia de materiales o residuos peligrosos, deberán llevarse a cabo las acciones necesarias para recuperar o restablecer sus condiciones, de tal manera que puedan ser utilizados en cualquier tipo de actividad prevista por el programa de desarrollo urbano o de ordenamiento ecológico que resulte aplicable. ARTÍCULO 135.- Los criterios para prevenir y controlar la contaminación del suelo se consideran, en los siguientes casos: I. Laordenación y regulación del desarrollo urbano. II. La operación de los sistemas de limpia y de disposición final de residuos municipales en rellenos sanitarios. III.- La generación, manejo y disposición final de residuos sólidos, industriales y peligrosos, así como en las autorizaciones y permisos que al efecto se otorguen. IV. El otorgamiento de todo tipo de autorizaciones para la fabricación, importación, utilización y en general la realización de actividades relacionadas con plaguicidas, fertilizantes y sustancias tóxicas. 8 ARTÍCULO 136.- Los residuos que se acumulen o puedan acumularse y se depositen o infiltren en los suelos deberán reunir las condiciones necesarias para prevenir o evitar: I. La contaminación del suelo. II. Las alteraciones nocivas en el proceso biológico de los suelos. III.- Las alteraciones en el suelo que perjudiquen su aprovechamiento, uso o explotación. IV. Riesgos y problemas de salud. ARTÍCULO 151.- La responsabilidad del manejo y disposición final de los residuos peligrosos corresponde a quien los genera. En el caso de que se contrate los servicios de manejo y disposición final de los residuos peligrosos con empresas autorizadas por la Secretaría y los residuos sean entregados a dichas empresas, la responsabilidad por las operaciones será de éstas independientemente de la responsabilidad que, en su caso, tenga quien los generó. Quienes generen, reusen o reciclen residuos peligrosos, deberán hacerlo del conocimiento de la Secretaría en los términos previstos en el Reglamento de la presente Ley. En las autorizaciones para el establecimiento de confinamientos de residuos peligrosos, sólo se incluirán los residuos que no puedan ser técnica y económicamente sujetos de reuso, reciclamiento o destrucción térmica o físico química, y no se permitirá el confinamiento de residuos peligrosos en estado líquido. ARTÍCULO 151 BIS.- Requiere autorización previa de la Secretaría: I.- La prestación de servicios a terceros que tenga por objeto la operación de sistemas para la recolección, almacenamiento, transporte, reuso, tratamiento, reciclaje, incineración y disposición final de residuos peligrosos. II.- La instalación y operación de sistemas para el tratamiento o disposición final de residuos peligrosos, o para su reciclaje cuando éste tenga por objeto la recuperación de energía, mediante su incineración. III.- La instalación y operación, por parte del generador de residuos peligrosos, de sistemas para su reuso, reciclaje y disposición final, fuera de la instalación en donde se generaron dichos residuos. ARTÍCULO 152 BIS.- Cuando la generación, manejo o disposición final de materiales o residuos peligrosos, produzca contaminación del suelo, los responsables de dichas operaciones deberán llevar a cabo las acciones necesarias para recuperar y restablecer las condiciones del mismo, con el propósito de que éste pueda ser destinado a alguna de las actividades previstas en el programa de desarrollo urbano o de ordenamiento ecológico que resulte aplicable, para el predio o zona respectiva. ARTÍCULO 170.- Cuando exista riesgo inminente de desequilibrio ecológico, o de daño o deterioro grave a los recursos naturales, casos de contaminación con repercusiones peligrosas para los ecosistemas, sus componentes o para la 9 salud pública, la Secretaría, fundada y motivadamente, podrá ordenar alguna o algunas de las siguientes medidas de seguridad: I.- La clausura temporal, parcial o total de las fuentes contaminantes, así como de las instalaciones en que se manejen o almacenen especimenes, productos o subproductos de especies de flora o de fauna silvestre, recursos forestales, o se desarrollen las actividades que den lugar a los supuestos a que se refiere el primer párrafo de este artículo. II.- El aseguramiento precautorio de materiales y residuos peligrosos, así como de especimenes, productos o subproductos de especies de flora o de fauna silvestre o su material genético, recursos forestales, además de los bienes, vehículos, utensilios e instrumentos directamente relacionados con la conducta que da lugar a la imposición de la medida de seguridad. III.- La neutralización o cualquier acción análoga que impida que materiales o residuos peligrosos generen los efectos previstos en el primer párrafo de este artículo. Asimismo, la Secretaría podrá promover ante la autoridad competente, la ejecución de alguna o algunas de las medidas de seguridad que se establezcan en otros ordenamientos. ARTÍCULO 170 BIS.- Cuando la Secretaría ordene alguna de las medidas de seguridad previstas en esta Ley, indicará al interesado, cuando proceda, las acciones que debe llevar a cabo para subsanar las irregularidades que motivaron la imposición de dichas medidas, así como los plazos para su realización, a fin de que una vez cumplidas éstas, se ordene el retiro de la medida de seguridad impuesta. 4.2.- Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos La principal causa de la contaminación del suelo es el manejo y disposición inadecuada de los residuos peligrosos, a continuación se mencionan los artículos con respecto a el manejo, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos generados durante algún proceso u operación. Estas regulaciones son del Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos (LGEEPA). ARTICULO 4o.- Compete a la Secretaría: III.- Controlar el manejo de los residuos peligrosos que se generan en las operaciones y procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, y de servicios. ARTICULO 13.- El generador podrá contratar los servicios de empresas de manejo de residuos peligrosos, para cualquiera de las operaciones que comprende el manejo. Estas empresas deberán contar con autorización previa de la Secretaría y serán responsables, por lo que toca a la operación de 10 manejo en la que intervengan, del cumplimiento de lo dispuesto en el Reglamento y en las normas técnicas ecológicas que de él se deriven. ARTICULO 18.- En los casos de áreas abiertas no techadas, no deberán almacenarse residuos peligrosos a granel, cuando éstos produzcan lixiviados. ARTICULO 31.- La disposición final de residuos peligrosos se sujetará a lo previsto en este Reglamento y a las normas técnicas ecológicas que al efecto se expidan. Los sistemas para la disposición final de residuos peligrosos son: I.- Confinamientos controlados. II.- Confinamientos en formaciones geológicas estables. III.- Receptores de agroquímico. Los receptores de agroquímicos sólo podrán confinar residuos de agroquímicos o sus envases. ARTICULO 35.- Los lixiviados que se originen en las celdas de confinamiento o de tratamiento de un confinamiento controlado, deberán recolectarse y tratarse para evitar la contaminación del ambiente y el deterioro de los ecosistemas. ARTICULO 42.- Cuando por cualquier causa se produzcan derrames, infiltraciones, descargas o vertidos de residuos peligrosos, durante cualesquiera de las operaciones que comprende su manejo, el generador y, en su caso, la empresa que preste el servicio, deberá dar aviso inmediato de los hechos a la Secretaría; aviso que deberá ser ratificado por escrito dentro de los tres días siguientes al día en que ocurran los hechos, para que dicha dependencia esté en posibilidad de dictar o en su caso promover ante las autoridades competentes, la aplicación de las medidas de seguridad que procedan, sin perjuicio de las medidas que las mismas autoridades apliquen en el ámbito de sus competencias. El aviso por escrito a que se refiere el párrafo anterior deberá comprender: VI.- Medidas adoptadas para la limpieza y restauración de la zona afectada. 4.3.- Reglamento de gestión integral de residuos. De acuerdo a los Artículos 68, 69, 70, 71, 127 hasta 135 del Reglamentode Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos (LGPGIR), la responsabilidad para la reparación del daño o las acciones de remediación de un sitio contaminado es de: ARTÍCULO 68.- Quienes resulten responsables de la contaminación de un sitio, así como de daños a la salud como consecuencia de ésta, estarán obligados a reparar el daño causado, conforme a las disposiciones legales correspondientes. ARTÍCULO 69.- Las personas responsables de actividades relacionadas con la generación y manejo de materiales y residuos peligrosos que hayan ocasionado la contaminación de sitios con éstos, están obligadas a llevar a 11 cabo las acciones de remediación conforme a lo dispuesto en la presente Ley y demás disposiciones aplicables. ARTÍCULO 70.- Los propietarios o poseedores de predios de dominio privado y los titulares de áreas concesionadas, cuyos suelos se encuentren contaminados, serán responsables solidarios de llevar a cabo las acciones de remediación que resulten necesarias, sin perjuicio del derecho a repetir en contra del causante de la contaminación. ARTÍCULO 71.- No podrá transferirse la propiedad de sitios contaminados con residuos peligrosos, salvo autorización expresa de la Secretaría. Las personas que transfieran a terceros los inmuebles que hubieran sido contaminados por materiales o residuos peligrosos, en virtud de las actividades que en ellos se realizaron, deberán informar de ello a quienes les transmitan la propiedad o posesión de dichos bienes. Además de la remediación, quienes resulten responsables de la contaminación de un sitio se harán acreedores a las sanciones penales y administrativas correspondientes. ARTÍCULO 127.- Quienes transfieran o adquieran la propiedad de sitios contaminados con residuos peligrosos, conforme a lo previsto en el artículo 71 de la Ley, deberán contar con autorización expresa de la Secretaría. Para tal efecto, presentarán la solicitud en el formato que al efecto se expida, la cual contendrá: I. Nombre, denominación o razón social y domicilio del enajenante y del adquirente. II. Datos de ubicación del sitio, describiendo sus colindancias, construcciones e infraestructura existente. III. Determinación expresa del responsable de la remediación. A la solicitud se anexará la carta del adquirente en la que especifique que fue informado de la contaminación del sitio. La autorización de la Secretaría no impide la ejecución de actos de comercio o de derecho civil, únicamente tiene como efecto definir a quién corresponde realizar las acciones de remediación del sitio transferido. ARTÍCULO 128.- En caso de que una transferencia se efectúe antes de la remediación o al término de ésta y no existiera pacto expreso respecto a quién corresponde llevar a cabo o concluir dicha remediación, se entenderá responsable de llevarla a cabo o concluirla a quien enajena el sitio. El instrumento jurídico mediante el cual se perfeccione la transferencia del inmueble deberá contener la declaración del enajenante sobre la contaminación que en este caso tenga el sitio que se transfiere. Lo anterior, sin perjuicio de la responsabilidad que se convenga para la remediación del mismo. ARTÍCULO 129.- Cuando existan derrames, infiltraciones, descargas o vertidos accidentales de materiales peligrosos o residuos peligrosos que no excedan de un metro cúbico, los generadores o responsables de la etapa de manejo 12 respectiva, deberán aplicar de manera inmediata acciones para minimizar o limitar su dispersión o recogerlos y realizar la limpieza del sitio y anotarlo en sus bitácoras. Estas acciones deberán estar contempladas en sus respectivos programas de prevención y atención de contingencias o emergencias ambientales o accidentes. Lo previsto en el presente artículo no aplica en el caso de derrames, infiltraciones, descargas o vertidos accidentales ocasionados durante el transporte de materiales o residuos peligrosos. ARTÍCULO 130.- Cuando por caso fortuito o fuerza mayor se produzcan derrames, infiltraciones, descargas o vertidos de materiales peligrosos o residuos peligrosos, en cantidad mayor a la señalada en el articulo anterior, durante cualquiera de las operaciones que comprende su manejo integral, el responsable del material peligroso o el generador del residuo peligroso y, en su caso, la empresa que preste el servicio deberá: I. Ejecutar medidas inmediatas para contener los materiales o residuos liberados, minimizar o limitar su dispersión o recogerlos y realizar la limpieza del sitio. II. Avisar de inmediato a la Procuraduría y a las autoridades competentes, que ocurrió el derrame, infiltración, descarga o vertido de materiales peligrosos o residuos peligrosos. III. Ejecutar las medidas que les hubieren impuesto las autoridades competentes conforme a lo previsto en el artículo 72 de la Ley. IV. En su caso, iniciar los trabajos de caracterización del sitio contaminado y realizar las acciones de remediación correspondientes. ARTÍCULO 131.- El aviso a que se refiere la fracción II del artículo anterior se formalizara dentro de los tres días hábiles siguientes al día en que hayan ocurrido los hechos y contendrá: I. Nombre y domicilio de quien dio el aviso o nombre del generador o prestador de servicios y el número de su registro o autorización otorgados por la Secretaría. II. Localización y características del sitio donde ocurrió el accidente. III. Causas que motivaron el derrame, infiltración, descarga o vertido accidental. IV. Descripción precisa de las características fisicoquímicas y toxicológicas, así como cantidad de los materiales peligrosos o residuos peligrosos derramados, infiltrados, descargados o vertidos. V. Medidas adoptadas para la contención. ARTÍCULO 132.- Los programas de remediación se formularán cuando se contamine un sitio derivado de una emergencia o cuando exista un pasivo ambiental. Existe emergencia, para efectos del presente Capítulo, cuando la contaminación del sitio derive de una circunstancia o evento, indeseado o inesperado, que ocurra repentinamente y que traiga como resultado la liberación no controlada, incendio o explosión de uno o varios materiales peligrosos o residuos peligrosos que afecten la salud humana o el medio ambiente, de manera inmediata. 13 Se considera pasivo ambiental a aquellos sitios contaminados por la liberación de materiales o residuos peligrosos, que no fueron remediados oportunamente para impedir la dispersión de contaminantes, pero que implican una obligación de remediación. En esta definición se incluye la contaminación generada por una emergencia que tenga efectos sobre el medio ambiente . ARTÍCULO 133.- En la elaboración del programa de remediación el interesado podrá determinar las acciones de remediación que se integrarán a la propuesta correspondiente, tomando como base lo establecido en las normas oficiales mexicanas aplicables o, en caso de no existir éstas, los niveles de remediación que se determinen con base en el estudio de evaluación de riesgo ambiental que se realice. ARTÍCULO 134.- Los programas de remediación, según corresponda, se integran con: I. Estudios de caracterización. II. Estudios de evaluación del riesgo ambiental. III. Investigaciones históricas. IV. Las propuestas de remediación. Los programas de remediación se elaborarán con base en el estudio de caracterización y, en su caso, en el de evaluación de riesgo ambiental. En la elaboración de los programas de remediación para pasivos ambientales también se considerarán las investigaciones históricas. Estas investigaciones tendrán como finalidad establecer las actividades causantes de los daños ambientales realizadas en el sitio contaminado, los sucesos que condujeron a la contaminación del suelo, el subsuelo y los mantos acuíferos, las condiciones geo-hidrológicas que prevalecieron en el sitio, con base en informaciones documentales, así como la relación de quienes hubierensido poseedores y de los usos que haya tenido el predio o predios en los cuales se localice el sitio contaminado. ARTÍCULO 135.- Cuando se trate de emergencias, los programas de remediación de sitios contaminados con materiales peligrosos o residuos peligrosos incluirán los datos generales del responsable de la contaminación, incluyendo su actividad, los datos del responsable técnico de la remediación, el lugar y fecha en que ocurrió la emergencia y los resultados de los estudios de caracterización. A dichos programas se integrarán los siguientes documentos: I. Planos del lugar a una escala tal que permita apreciar la información requerida, georeferenciados con coordenadas UTM y orientación geográfica, donde se muestren topografía, cuerpos de agua superficiales, puentes y caminos de acceso, las áreas dañadas de suelo y los puntos de muestreo, con las mismas denominaciones que se indican en los resultados de las determinaciones analíticas del contaminante. II. Documento comprobatorio de la cadena de custodia de las muestras. III. Planos isométricos de concentraciones y migración del contaminante en suelo y subsuelo. 14 IV. Memoria fotográfica del sitio. V. El estudio de caracterización. VI. La propuesta de remediación. La documentación descrita en las fracciones anteriores podrá entregarse a la Secretaría de manera paralela a la realización de las acciones contenidas en la propuesta de remediación del sitio. Artículo 137.- Los programas de remediación, así como los estudios de caracterización y de riesgo ambiental se podrán llevar a cabo por el responsable de la contaminación o daño ambiental de manera directa o a través de los responsables técnicos que éste designe. Los responsables técnicos a que se refiere el párrafo anterior podrán ser: I. Instituciones de educación superior con experiencia en la materia; II. Prestadores de servicios de tratamiento de suelos contaminados autorizados, o III. Otra persona, siempre que el responsable anexe al programa de remediación respectivo la documentación que acredite la formación profesional y experiencia en la remedición de sitios contaminados por materiales peligrosos o residuos peligrosos. Los responsables de la contaminación o daño ambiental que designen como responsable técnico a las personas indicadas en las fracciones I o III del presente artículo, deberán otorgar seguro o garantía suficiente para cubrir los daños que pudieran generarse durante la ejecución de las acciones de remediación correspondientes. 15 5. Composición y propiedades fisicoquímicas del suelo El suelo constituye un recurso natural de gran importancia, que desempeña funciones en la superficie terrestre como reactor natural y hábitat de organismos, así como soporte de infraestructura y fuente de materiales no renovables. Reactor natural. El suelo es un elemento filtrante, amortiguador y transformador, que regula los ciclos del agua. Tiene la propiedad de retener sustancias mecánicamente o fijarlas por adsorción, contribuyendo a la protección de aguas subterráneas y superficiales contra la penetración de agentes nocivos. El suelo, además, promueve fenómenos de transpiración del aire a través de la superficie. Hábitat de organismos y reserva genética. El suelo constituye, junto con el agua, el aire y la luz solar, el fundamento de la vida en los ecosistemas terrestres, alberga una gran diversidad de organismos y microorganismos. Soporte físico de infraestructura. Por sus características físicas, químicas y mecánicas, el suelo posee propiedades de soporte para el desarrollo de actividades forestales, recreativas y agropecuarias, además de socioeconómicas como vivienda, industria y carreteras, entre otras. Fuente de materiales no renovables. El suelo es un yacimiento de materias primas, como minerales no metálicos de interés para la construcción (piedra, mármol, caliza, yeso, arena), minerales metálicos (blenda, galena, siderita, pirita) y combustibles fósiles como el petróleo. 5.1 Propiedades fisicoquímicas del suelo. Antes de considerar la aplicación de cualquier tecnología de remediación, es fundamental conocer ciertas características, tanto del suelo (ambientales), como del contaminante y de los organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, etc.) presentes en el sitio, con potencial metabólico para degradar los contaminantes. De esta manera, los procesos de remediación dependen de estos tres factores que deben encontrase en equilibrio (figura 1). La obtención de esta información requiere del muestreo y determinación de las características físicas y químicas que se describen a continuación. Factores ambientales. Dentro de los factores más importantes para la remediación de un suelo se encuentran las condiciones ambientales y las características fisicoquímicas del suelo. I) Temperatura. Puede afectar propiedades del contaminante así como la velocidad de un proceso de biorremediación, ya que la velocidad de las reacciones enzimáticas depende de ésta. 16 Figura 1. Factores interrelacionados entre sí que inciden en la remediación de un suelo Fuente INE II) Humedad. Una alta humedad en el suelo puede provocar problemas durante la excavación y el transporte así como aumentos en los costos durante el uso de métodos térmicos. La humedad también puede afectar los procesos de biorremediación debido a que, en general, aunque todos los microorganismos necesitan agua para subsistir, debe existir un balance, ya que si el contenido de agua es muy bajo, la actividad microbiana se detiene, y si es muy alto, disminuye el intercambio gaseoso a través del suelo. III) Tipo de suelo. La capacidad de retención de agua de un suelo varía en función de las fracciones orgánicas y minerales. En general, los materiales no consolidados (arenas y gravas finas) son más fáciles de tratar. Asimismo, a mayor tamaño de partícula en la fracción mineral, la permeabilidad y la aireación son mayores. La capacidad de retención de agua en un suelo aumenta proporcionalmente al contenido de materia orgánica. Un suelo con alto contenido de humedad disminuye la movilidad de compuestos orgánicos y con ello la eficiencia de ciertas tecnologías, como el lavado de suelos. IV) pH. El pH afecta la solubilidad y disponibilidad de macro y micro- nutrientes, la movilidad de metales y la reactividad de minerales. Generalmente, los metales son móviles a pH bajo, en forma de especies iónicas libres o como órgano-metales solubles; al pH alcalino forman carbonatos o fosfatos minerales insolubles. La actividad y crecimiento microbianos son fuertemente afectados por el pH. La mayoría de las bacterias tienen un rango óptimo de 6.5 a 8.5; si el suelo es ácido se favorece el crecimiento de hongos. V) Aceptores de electrones. Su presencia es importante para la aplicación de tecnologías de biorremediación. La mayoría de estos son compuestos inorgánicos oxidados, como O2, NO32-, Mn4+, Fe3+, SO42- y CO2. 17 VI) Potencial redox. Mide la oxidación relativa de una solución acuosa y normalmente se encuentra controlado por el contenido de humedad del suelo. En ambientes anaerobios reducidos, los metales precipitan debido a la presencia de iones ferrosos y carbonatos; en cambio, bajo condiciones oxidantes, los metales se hacen más solubles. VII) Permeabilidad. Se refiere a la facilidad o dificultad con la que un líquido puede fluir a través de un medio permeable. La permeabilidad de un suelo es uno de los factores que controla la efectividad de tecnologías in situ. En general, una baja permeabilidad en el suelo disminuye la efectividad de la mayoría de las tecnologías de remediación. Características de los contaminantes. La naturaleza y características del contaminante es otra variable de suma importancia para el éxito o fracaso de un proceso de remediación. Dentro de las más importantes se encuentran: toxicidad, concentración, disponibilidad,solubilidad y sorción del contaminante a las superficies sólidas. I) Toxicidad. El factor clave para decidir la remediación de un sitio es la toxicidad para los seres vivos. La descarga de químicos tóxicos a un suelo implica, entre muchos otros problemas, que son generalmente resistentes a la biodegradación. La biorremediación se inhibe si un químico es tóxico para organismos degradadores. II) Concentración. La concentración de un compuesto en un suelo es un factor de gran importancia para definir el uso de una tecnología de remediación en particular. En general, altas concentraciones inhiben la actividad microbiana; sin embargo, está depende de la estructura del contaminante. Algunos químicos pueden ser inhibitorios en baja concentración, mientras que otros pueden serlo en cantidades mayores. III) Solubilidad. Es la cantidad de un elemento o compuesto que puede disolverse en agua. Los químicos difieren significativamente entre sí en cuanto a su solubilidad en agua. En general, ésta disminuye al aumentar el tamaño de la molécula y los compuestos polares son más solubles que los no polares. Mientras mayor es la solubilidad de un compuesto, mayor es su biodisponibilidad. IV) Sorción. La sorción de un químico a la matriz sólida del suelo afecta su solubilidad y su biodisponibilidad. La sorción incluye la adsorción (retención superficial) y la absorción (captación hacia el interior de la matriz). Los cationes generalmente son sorbidos en sitios de intercambio catiónico en minerales arcillosos o superficies húmicas, mientras que los compuestos aniónicos y no iónicos quedan sorbidos en la materia orgánica. La sorción de un contaminante a las partículas del suelo puede no sólo provocar la falta de biodisponibilidad, sino que también dificultar su extracción química. 18 V) Volatilidad. Es la tendencia de un compuesto o un elemento para moverse de una fase líquida o sólida a una gaseosa. Entre los metales, el Hg y el Se tienen formas volátiles. VI) Polaridad y carga iónica. Los compuestos no polares tienden a ser hidrofóbicos y se concentran en la materia orgánica del suelo. Los compuestos no polares generalmente tienen menor movilidad en el suelo que los polares. La carga iónica determina la capacidad de un compuesto para su adsorción en un sólido. Factores microbiológicos. Es un factor de importancia para la aplicación de tecnologías biológicas. Este tipo de factores implica la verificación de la existencia de poblaciones de microorganismos degradadores, es decir, si existen grupos microbianos capaces de degradar o transformar el contaminante y si estos se encuentran en número suficiente. Las poblaciones microbianas pueden encontrarse en número suficiente en el sitio a tratar (autóctonas o nativas) o bien pueden adicionarse poblaciones nativas aumentadas en laboratorio u organismos genéticamente modificados. 19 6.- Contaminación del suelo. La contaminación se define como la presencia en el ambiente de cualquier agente químico, físico o biológico o de una combinación de varios agentes, en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, seguridad o bienestar de la población, o perjudiciales para la vida animal o vegetal, o impidan el uso o goce de las propiedades y lugares de recreación. Se entiende por contaminación del suelo la introducción de un elemento extraño en el sistema del suelo, o bien la existencia de un nivel anormal que, ya sea por sí mismo o por su efecto sobre los restantes componentes, genera un efecto nocivo para la dinámica del suelo, sus ecosistema biológico (los organismos del suelo, sus consumidores), o es susceptible de transmitirse a otros sistemas. La contaminación del suelo tiene fundamentalmente dos orígenes, el antrópico, y el natural. En el primer caso, las actividades del ser humano degradan el suelo como consecuencia de la sobreexplotación de diversas actividades, como la agricultura intensiva, el uso de determinados pesticidas, las actividades industriales sin ningún tipo de control en el vertido de determinadas sustancias, etc. El segundo tipo de contaminación, la de origen natural, el ser humano está presente de una forma menos directa, pero la actividad de éste favorece la contaminación. Se trata por ejemplo, de la erosión, o la desertificación, procesos naturales en los qué el ser humano influye de manera evidente en la aceleración de éstos. 6.1 Fuentes de Contaminación en México. Como consecuencia de varios siglos de actividad minera en México y posteriormente, debido a la industria de la química básica, petroquímica y de refinación del petróleo, se han producido cantidades muy grandes, y muy difíciles de cuantificar de residuos peligrosos. Aunado a lo anterior, la intensa actividad de otras industrias, junto con accidentes durante el almacenamiento, transporte o trasvase de sustancias (fugas, derrames, incendios) y la disposición clandestina e incontrolada de residuos, contribuyen en gran medida a la contaminación de suelos. El número de sitios contaminados en México, aún en las estimaciones más conservadoras, asciende a varios miles de lugares cuyo riesgo potencial es desconocido. De acuerdo con datos publicados por el INEGI, la superficie de suelo degradado por causas de contaminación en 2005 fue de 67,967 km2. Todos los eventos en los que se encuentran involucradas sustancias que implican algún riesgo para el ambiente o la población y que puedan generar la contaminación de suelos y cuerpos de agua, son conocidos como emergencias ambientales. De acuerdo con estadísticas de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), cada año se presentan en México un promedio de 750 emergencias ambientales asociadas con materiales y residuos peligrosos. 20 Dentro de los compuestos peligrosos más comúnmente involucrados en emergencias ambientales, se encuentran el petróleo y sus derivados gasolinas, combustóleo, diesel, agroquímicos, gas LP y natural, entre otros. Dentro de los contaminantes que se consideran prioritarios en México debido a su alta toxicidad y a su persistencia en el ambiente, se encuentran los siguientes: dioxinas, furanos, hexaclorobenceno, bifenilos policlorados (BPC), plaguicidas organoclorados, mercurio, plomo, cromo, cadmio, compuestos tóxicos atmosféricos e hidrocarburos poliaromáticos (HAP). De éstos, compuestos como los BPC se han almacenado en tambores que, en muchas ocasiones, han sido dispuestos clandestinamente. Por su parte, los HAP se encuentran como componentes de los hidrocarburos totales del petróleo (HTP). Como se mencionó, en todo el país existen problemas de contaminación aún no cuantificados con precisión. Sin embargo, pueden mencionarse de manera cualitativa los problemas de contaminación generados por el uso de agroquímicos, tanto fertilizantes (en especial los nitrogenados), como de pesticidas (fungicidas, herbicidas e insecticidas); los que son consecuencia del derrame y fugas de combustibles (petróleo y derivados), así como los ligados a actividades mineras. A continuación se mencionan las principales fuentes de contaminación del suelos en México. 6.2 Industria Minera. La minería es una de las actividades económicas de mayor tradición en México, practicada desde la época prehispánica y en expansión durante la colonia; desde entonces ha contribuido en gran medida con el desarrollo económico del país, surtiendo insumos a una serie de industrias como la de la construcción, metalúrgica, siderúrgica, química y electrónica. De acuerdo con información de la Dirección General de Minas, la industria minera en el país es principalmente metálica, y se dedica primordialmente a la producción de cobre, zinc, plata y plomo. Las actividades mineras provocan en el suelo, además de su desaparición en el área afectada, que no siempre se recupera convenientemente, una contaminación en las zonas cercanas en las que se depositan gran cantidadde residuos sin valor para la explotación. Cuando la actividad extractiva está relacionada con metales pesados, materiales radiactivos o sustancias similares, nocivas para los seres vivos, la contaminación afecta a una gran superficie. Este efecto contaminante puede alcanzar a las aguas subterráneas cuando su magnitud es grande y en función de las condiciones climáticas y la permeabilidad de los suelos afectados. Debido al desarrollo y modernización en los procesos de extracción y procesamiento de los recursos minerales, así como a la generación de grandes cantidades de residuos provenientes de sus procesos, en varias etapas de proceso, la industria minera ha generado durante décadas infinidad de desechos peligrosos. 21 La producción minera en México, se concentra en doce entidades: Sinaloa, Durango, Chihuahua, Guanajuato, Michoacán, Zacatecas, Colima, Sonora, Coahuila, San Luis Potosí, Hidalgo, y Jalisco. El desarrollo y modernización de este sector, como el de la mayor parte de la industria, lleva implícitos daños en la ecología, que no deben ser soslayadas en el diseño y ejecución de las políticas para su desarrollo. Esto explica que se haya pasado del objetivo principalmente correctivo en materia de cuidado del ambiente, que predominó en el pasado, a uno esencialmente preventivo, orientado hacia el desarrollo sustentable de esta actividad. La explotación de yacimientos y beneficios de minerales puede provocar alteraciones o impactar de manera negativa al entorno, esto se muestra en la tabla 1 en donde se ve la relación de la actividad minera y su impacto ambiental. Tabla 1. Proceso minero y el ambiente Fases Descripción Impacto Ambiental Prospección Estudios de gravimetría, geología superficial, geoeléctrica, de susceptibilidad magnética y densidad. Son procedimientos no invasivos que no generan impactos ambientales significativos Exploración Barrenación a diamante, obras y perforaciones directas (tajos, zanjeos, etc.), construcción de caminos planillas de barrenación instalación de campamentos. Las modificaciones que pueden generar, en algunos casos como la destrucción de la vegetación, suelen ser mitigables o, en su mayoría sujetas a procedimiento de protección y compensación ambiental. Explotación Transformación necesaria del ambienta para los objetos mineros, construcción y obras diversas (tiros, socavones, casa de máquinas, patios de depósito temporal de minerales, zona de descarga de material estéril, etc.). Destacan los riesgos asociados a la operación de presas de jales, que pueden generar escurrimientos y arrastre de residuos minero – metalúrgicos peligrosos, de alto impacto ambiental, así como la descarga de aguas residuales en cuerpos receptores. Beneficio Una vez realizada la experimentación metalúrgica necesaria, se define el método de concentración idóneo. Por lo general se reduce el tamaño del mineral, mediante la trituración y molienda. También comúnmente se lleva a cabo tratamientos previos a una fusión primaria. La trituración y molienda puede provocar ruido, vibración y emisión de polvo que, sin embargo, son efectos de bajo impacto. El tratamiento de beneficio puede tener efectos ambientales negativos como: aguas residuales, residuos peligrosos, y en algunos casos emisiones a la atmósfera. Fundición y refinación Uso de hornos industriales para obtener metales y sus aleaciones hasta conformarlos como materias primaria para uso industrial. Eliminación de impurezas en los metales obtenidos para alcanzar una alta ley de contenido Los contaminantes que producen se centran en las emisiones a la atmósfera, aunque también se generan residuos peligrosos y aguas residuales. Fuente SEMIP 22 6.3 Industria Petroquímica. La industria petroquímica en México se ha desarrollado rápidamente, sin embargo, su expansión y desarrollo también ha dado origen a graves problemas ambientales, derivados de emergencias ambientales, con importantes daños a la salud de los habitantes de la zona, así como la contaminación del suelo y agua, y el deterioro al equilibrio ecológico de los ecosistemas. Entre las causas que han generado este deterioro ambiental por la contaminación de cuerpos de agua y sue los a lo largo de todo el país, se encuentran las siguientes: (I) Manejo inadecuado y abandono de materiales y residuos peligrosos (II) Mantenimiento inadecuado o falta de éste en instalaciones petroleras (III) Explosiones en instalaciones de alto riesgo (IV) Fugas en líneas de conducción (V) Derrames de hidrocarburos En el inventario de residuos peligrosos de PEMEX en el 2005 reportan la generación de más de 700 mil toneladas de residuos peligrosos. El volumen de hidrocarburos líquidos derramados en el 2005 representa el 0.7 por ciento de las emisiones y descargas totales. El 92.1 por ciento de este volumen fue consecuencia de 39 derrames ocurridos en instalaciones de PEMEX Refinación y el resto se debió a mil 179 derrames en instalaciones de PEMEX Exploración y Producción. Los residuos peligrosos generados por las operaciones de PEMEX representan el 22 por ciento de las emisiones y descargas totales. El 86 por ciento del volumen total se compone de tres tipos de residuos: • 73 por ciento, lodos y recortes de perforación. • 8 por ciento, lodos aceitosos de las refinerías y la región norte de PEMEX Exploración y Producción. • 6 por ciento, aceites gastados de las refinerías y complejos petroquímicos. Y con esto se puede estimar la magnitud de la contaminación en los sitios cercanos a los derrames. Algunos de los estados con mayor incidencia de sitios contaminados por actividades petroleras son Tabasco y Veracruz. 6.4 Agroquímicos. El uso excesivo de agroquímicos, así como el inadecuado manejo y disposición de sus envases, ha sido un problema generalizado en México. Muchos de los plaguicidas empleados en el país hasta la fecha, se han prohibido en otros países por su toxicidad. Sin embargo, el número de plaguicidas se incrementa a razón de 10% al año. Esto ha permitido que el número de productos que entran en contacto con la población, se incremente en más de seis veces. 23 Los plaguicidas son el nombre genérico que recibe cualquier sustancia o mezcla de sustancias que se destina a controlar cualquier plaga, incluidos los vectores de enfermedades humanas y de animales, así como las especies no deseadas que causen perjuicio o que interfieran con la producción agropecuaria y forestal. (SEMARNAP, 1999). Los plaguicidas pueden clasificarse de acuerdo con los siguientes criterios: - Concentración: Ingrediente activo, Plaguicida técnico, plaguicida formulado. - Organismos que controlan: Insecticidas, Acaricidas, Bactericidas, Rodenticidas, Avicidas, etc. - Presentación de formulaciones: Sólidos, Líquidos y Gases. - Modos de acción. de contacto, Repelentes, de ingestión, Defoliantes, Fumigantes. - Composición química: Organoclorados, Triazinas, Organofosforados, Compuestos de cobre, Piretroides, Organoazufrados, etc. - Uso al que se destinan: Agrícola, Urbano, Pecuario, Industrial, Forestal y Domestico. El movimiento del plaguicida se relaciona estrechamente con la forma de aplicación siendo una de ellas la aplicación directa la cual considera productos de tipo granular o inyectados, esta es la primera en que llegan las más altas concentraciones al suelo, aunque esta forma disminuye la probabilidad de su disposición en el medio ambiente. Otra forma de aplicación es la no intencional, la cual se origina por la dispersión del producto al momento de su aplicación. Los problemas de dispersión ocurren durante el rociado terrestre o aéreo, mismo que es influido por la formulación del plaguicida, parámetros de aplicación tal como el diseño de la boquilla y propiedades de fluidez, condiciones meteorológicas, altura de liberación y tamaño del área tratada. Un alto porcentajemás del 30%, de una aplicación por rociado puede llegar a moverse 15 cm o más lejos del área tratada, si las condiciones son ideales para la dispersión, es decir, que se presenten vientos. Resultando entonces importante el tamaño de la gota para favorecer o no la dispersión, pues se ha encontrado que las gotas pequeñas producto del rociado, tienden a desplazarse más lejos que las gotas grandes. En México se usa el 60% de los 22 plaguicidas como perjudiciales para la salud y el medio ambiente. De ellos el 42% se fabrican en el país. De 90 plaguicidas que han sido cancelados o restringidos en los Estados Unidos, 30 se usan en México. Todas estas sustancias son compuestos químicos tóxicos y por su aplicación en tierras de cultivo, evidentemente son compuestos que se encuentran como contaminantes de grandes extensiones de suelos en todo el país. 24 6.5 Estaciones de Servicio Los productos combustibles que diariamente se utilizan en el transporte tanto público como privado tales como gasolina, diesel, combustóleo, gasóleo, gas avión y gas LP, son producidos y distribuidos en México por PEMEX. La comercialización a menudo de gasolina y diesel, se lleva a cabo en estaciones de servicio (gasolineras) y en estos lugares uno de los riesgos ambientales que involucra el manejo de estas estaciones, son los derrames o fugas de combustibles que provocan la contaminación, tanto del suelo, como del agua en los sitios donde se encuentran los tanques de almacenamiento. Y si duda otra fuente de contaminación del suelo en México son todas las empresas y aquellos pequeños negocios que contaminan al tirar sus desperdicios de residuos peligrosos, ya sea por ignorancia, intencionalmente o por descuido vierten los residuos peligrosos sin importarles el daño que puedan causar directamente al suelo. Existen otra serie de actividades en las que el efecto contaminante no es tan evidente como en las anteriores, como sucede con la caza, que deja grandes cantidades de plomo y otros metales utilizados en los cartuchos. Las áreas urbanas son otra gran fuente de contaminación por la enorme producción de residuos, así como las vías de comunicación por los gases desprendidos por los motores de explosión. En este sentido hay que tener cada vez más en cuenta el intenso tráfico aéreo que deja gran cantidad de residuos en la atmósfera y que indefectiblemente terminan en el suelo. Otra fuente de contaminación son los tiraderos de basura en donde se encuentran todo tipo de envases los que en algún momento contuvieron algún residuo peligroso y en donde están expuestos el suelo, los animales e incluso las personas, al mal manejo de residuos peligrosos. 25 7.- Tecnologías de remediación del suelo Las técnicas de restauración de suelo se han desarrollado en gran medida, debido a las acciones de los gobiernos de exigir a través de la expedición de leyes y reglamentos, a los responsables de la contaminación del suelo se encarguen de la limpieza de los mismos. En la legislación mexicana el término remediación se define como el conjunto de medidas a las que se someten los sitios contaminados para eliminar o reducir los contaminantes hasta un nivel seguro para la salud y el ambiente o prevenir su dispersión en el ambiente sin modificarlos (Fuente Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos). El término tecnología de tratamiento implica cualquier operación unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado (EPA 2001). Estas tecnologías de remediación representan una alternativa a la disposición en tierra de desechos peligrosos que no han sido tratados, y las posibilidades de éxito, bajo las condiciones específicas de un sitio, pueden variar ampliamente. Las opciones de remediación para sitios contaminados, dependen de cuatro consideraciones generales: 1.- El tipo de contaminante y sus características físicas y químicas determinan si un sitio requiere ser remediado y la manera en la que el contaminante debe tratarse. Además, dichas propiedades determinan cómo puede ser el movimiento del contaminante y si éste es o no persistente en el ambiente. La estructura química de un contaminante determina su toxicidad y por consiguiente permite fijar ciertos criterios para establecer los límites de limpieza. 2.- La localización y las características del sitio, así como el uso de suelo (industrial, residencial o agrícola), fundamentalmente afectan la meta de la limpieza y los métodos que pueden emplearse para alcanzarla. 3.- Las características naturales de los suelos, sedimentos y cuerpos de agua, a menudo determinan las particularidades de los sistemas de tratamiento. Para suelos o lodos, el manejo del material a tratar (conversión del contaminante a una forma en la que pueda tratarse y/o transportarse desde la fuente de la contaminación hasta el lugar de tratamiento), es el paso crítico en la mayoría de los procesos de tratamiento. Los pretratamientos para modificar las características naturales de un suelo contaminado pueden ser componentes muy caros en un proceso de remediación. 4.- Las capacidades de las tecnologías de remediación pueden variar ampliamente en función de las condiciones específicas del sitio. Las tecnologías de remediación pueden actuar conteniendo la contaminación, separando el contaminante del suelo o destruyendo el contaminante. 26 El uso de una tecnología de remediación en particular depende, además de los factores específicos del sitio y de las propiedades fisicoquímicas del contaminante, de su disponibilidad, de la fiabilidad demostrada o proyectada, de su estado de desarrollo (laboratorio, planta piloto o gran escala) y por supuesto que de su costo. Cada sitio a tratar presenta un reto único. No obstante, cada sitio puede analizarse en términos de un juego limitado de características fundamentales y de una solución que sea efectiva en cuanto a los costos de dichas características. 7.1 Clasificación de las tecnologías de remediación. Las tecnologías de remediación pueden clasificarse de diferentes maneras, con base en los siguientes principios: 1.- Estrategia de remediación 2.- Lugar en que se realiza el proceso de remediación 3.- Tipo de tratamiento. Es importante mencionar que cada una de estas clasificaciones proporciona diferente información acerca de las tecnologías de remediación. A continuación se describen con más detalle estas clasificaciones anteriores: 1.- Estrategia de remediación. Son tres estrategias básicas que pueden usarse separadas o en conjunto, para remediar la mayoría de los sitios contaminados: - Destrucción o modificación de los contaminantes. Con estas tecnologías se busca alterar la estructura química del contaminante. - Extracción o separación. Los contaminantes se extraen y/o separan del medio contaminado, aprovechando sus propiedades físicas o químicas (volatilización, solubilidad, carga eléctrica). - Aislamiento o inmovilización del contaminante. Los contaminantes son estabilizados, solidificados o contenidos con el uso de métodos físicos o químicos. 2.- Lugar de realización del proceso de remediación. En general, se distinguen dos tipos de tecnología: - In situ. Son las aplicaciones en las que el suelo contaminado es tratado, o bien, los contaminantes son removidos del mismo, sin necesidad de excavar el sitio; se realizan en el mismo sitio en donde se encuentra la contaminación. - Ex situ. La realización de este tipo de tecnologías, requiere de excavación, dragado o cualquier otro proceso para remover el suelo contaminado antes de su tratamiento que puede realizarse on site u off site. On site: el suelo contaminado se mueve físicamente de su lugar original y puede:27 I) Colocarse en un área preparada, la cual ha sido diseñada para mejorar el tratamiento y/o prevenir el transporte de contaminantes a partir del sitio. II) Llevarse a un área de almacenamiento mientras se prepara el sitio original para poder usarse y después colocar el suelo removido para tratamiento, la preparación del lecho puede consistir en colocar una capa de arcilla o una membrana plástica para retardar el transporte de contaminantes. III) Tratarse en una planta móvil llevada al sitio. Off site: el suelo contaminado se remueve completamente del sitio y se transporta a una planta de tratamiento permanente en otra parte, generalmente el suelo se vuelve a poner en el sitio después de tratarlo. En la tabla 2 se mencionan las ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación in situ y ex situ. 3.- Tipo de tratamiento. Esta clasificación se basa en el principio de la tecnología de remediación y se divide en tres tipos de tratamiento: - Tratamientos biológicos Estos procesos consisten en el uso de microorganismos naturales o desarrollados para degradar, transformar o remover los contaminantes químicos presentes en el suelo. Los procesos biológicos pueden transformar materiales tóxicos en elementos no tóxicos tales como agua, bióxido de carbono y otros productos inocuos; el tratamiento biológico es altamente sensible a cambios en la composición orgánica y las concentraciones del material que se esta tratando, generalmente no tiene efecto sobre sustancias inorgánicas disueltas, inclusive niveles significativos de algunos compuestos químicos inorgánicos llegan a inhibir la actividad biológica o hasta matar a los microorganismos. - Tratamientos fisicoquímicos. Este tipo de tratamientos, utiliza las propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación. Algunos constituyentes químicos presentes en los sitios contaminados se pueden tratar por medio de procesos de separación y purificación que consisten en técnicas tales como: filtración, centrifugación, flotación, destilación, evaporación, extracción con solventes, osmosis inversa, adsorción con carbón activado, decantación e inmovilización de constituyentes por solidificación. 28 Tabla 2. Ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación in situ y ex situ. In situ Ex situ Ventajas o Permiten tratar el suelo sin necesidad de excavar ni transportar o Menos costosas o Menor tiempo de tratamiento o Más seguros en cuanto a uniformidad: es posible homogeneizar y muestrear periódicamente Desventajas o Mayores tiempos de tratamiento o Pueden ser inseguros en cuanto a uniformidad: heterogeneidad en las características del suelo o Dificultad para verificar la eficacia del proceso o Necesidad de excavar el suelo o Aumento en costos e ingeniería para equipos o Debe considerarse la manipulación del material y la posible exposición al contaminante Fuente INE Existen otro tipo de técnicas que separan o concentran los materiales tratados aprovechando la diferencia en las características físicas tales como densidad, presión de vapor, tamaño de partícula. Los procesos físicos rara vez se usan como la opción de tratamiento final para cualquier material contaminado, en general los objetivos de muchos de estos métodos son: I) Separar los materiales peligrosos de aquellos que se consideran menos peligrosos. II) Separar diferentes tipos de materiales peligrosos en varias corrientes que requieren diferentes métodos de tratamiento. III) Pretratar un material contaminado antes de su disposición final. Otros compuestos químicos o materiales contaminados se pueden separar o transformar en menos peligrosos, mediante tratamientos químicos, estos procesos involucran el uso de reacciones químicas para transformar los compuestos peligrosos en sustancias menos toxicas. Estas técnicas son: precipitación, neutralización, hidrólisis, fotolisis, oxidación reducción y deshalogenación. - Tratamientos térmicos. Las tecnologías de tratamiento térmico emplean calor para incrementar la volatilización (separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes en un suelo. Este tipo de procesos a través del control de temperatura y de la disponibilidad de oxigeno, convierten los materiales peligrosos en dióxido de carbono, agua y otros productos de combustión. La degradación térmica es aplicable a materiales contaminados que contienen concentraciones significativas de compuestos orgánicos y se pueden realizar a través de diferentes tipos de incineración o pirolisis. 29 Dependiendo del tipo de material contaminado que se esta tratando, resultan diferentes productos finales; la degradación térmica de compuestos orgánicos produce principalmente como subproductos agua, nitrógeno, oxigeno, bióxido de carbono, gases ácidos y partículas. Si están presentes metales una parte de estos pueden emitirse a la atmósfera. Además de las clasificaciones anteriores, las tecnologías de remediación pueden clasificarse con base en el tiempo que llevan en el mercado y al grado de desarrollo en el que se encuentran, en tecnologías tradicionales y en tecnologías innovadoras (EPA 2001). - Tecnologías tradicionales. Son tecnologías utilizadas comúnmente a gran escala, cuya efectividad ha sido probada. La información disponible acerca de costos y eficiencia es de fácil acceso. Entre las tres tecnologías tradicionales usadas con mayor frecuencia, se encuentran: la incineración in situ y ex situ, la solidificación/estabilización, la extracción de vapores y la desorción térmica. - Tecnologías innovadoras. Son tecnologías propuestas más recientemente, que pueden encontrarse en diferentes etapas de desarrollo (investigación, escala piloto o gran escala). Su limitado número de aplicaciones genera la falta de datos acerca de sus costos y eficiencias. En general, una tecnología de tratamiento se considera novedosa si su aplicación a gran escala ha sido limitada. En la tabla 3 se mencionaran las Ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación, clasificadas de acuerdo al tipo de tratamiento. En la siguiente sección se presentan algunas de las tecnologías de remediación más utilizadas para tratar suelos contaminados, con base en el tipo de tratamiento (biológico, fisicoquímico, térmico), señalando sus principios de operación, principales ventajas, limitaciones y costos estimados. Es importante aclarar que los costos que se presentan, son promedios obtenidos de la aplicación de cada tecnología en los EUA. y están dados en dólares americanos (Fuente EPA). 30 Tabla 3. Ventajas y desventajas de las tecnologías de remediación, clasificadas de acuerdo al tipo de tratamiento. Ventajas Desventajas Tratamientos biológicos w Son efectivos en cuanto a costos w Son tecnologías más benéficas para el ambiente w Los contaminantes generalmente son destruidos w Se requiere un mínimo o ningún tratamiento posterior w Requieren mayores tiempos de tratamiento w Es necesario verificar la toxicidad de intermediarios y/o productos w No pueden emplearse si el tipo de suelo no favorece el crecimiento microbiano Tratamientos fisicoquímicos w Son efectivos en cuanto a costos w Pueden realizarse en periodos cortos w El equipo es accesible y no se necesita de mucha energía ni ingeniería w Los residuos generados por técnicas de separación, deben tratarse o disponerse: aumento en costos y necesidad de permisos w Los fluidos de extracción pueden aumentar la movilidad de los contaminantes: necesidad de sistemas de recuperación Tratamientos térmicos w Permite tiempos rápidos de limpieza w Es el grupo de tratamientos más costoso w Los costos aumentan en función del empleo de energía y equipo w Intensivos en mano de obra y capital
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